焊接技术被广泛应用于石油化工,压力容器,核电等机械工业领域,随着工业技术进一步发展,出现越来越多的异型结构焊缝,超声相控阵检测技术凭借灵活的波束偏转和聚焦优势,应用于异型焊缝检测。由于特殊焊缝的内部结构复杂型,面临检测图谱成像质量差,缺陷识别定位困难等问题,选择最优的检测工艺参数提高缺陷图谱成像分辨率成为研究重点,因此本文针对异型焊缝缺陷成像分辨率进行了超声相控阵检测工艺参数的优化,具体研究内容如下:(1)根据待测试块的结构特点,结合CIVA仿真软件,设计异型焊缝试块的三维模型。根据M2M公司生产的便携式超声相控阵检测仪构建实验平台,研究分析仿真检测与试验检测的C扫图以及扇扫图,基于-6dB法测长原则,对缺陷的长度、大小、位置进行定量分析,以此确定了仿真建模的可靠型。(2)仿真研究不同检测工艺参数对声束在聚焦点处的焦宽和焦深的影响,以晶片数量、探头频率、焦距作为独立变量,波峰波谷幅值差为响应量对试块进行仿真,研究分析单个因素对超声相控阵检测图谱成像分辨率的影响。为超声相控阵检测参数优化提供了理论依据和数据。(3)结合仿真检测数据,基于Design Expert 10.04软件,构建多参数耦合统计学模型,12组CIVA超声仿真检测数据构成的析因试验,分析了影响缺陷成像分辨率的显著性超声相控阵检测工艺参数,分析了检测工艺参数是否存在耦合影响。采用Box-Behnken设计法,得到三元二次回归方程,对模型进行方差分析,结合检测工艺参数对波峰波谷幅值差影响的响应面图和等高线图进一步分析,实现探头频率、晶片数量、焦距检测工艺参数的优化。(4)对优化后的耦合检测工艺参数进行仿真试验验证,当横向分辨率最大即波峰波谷幅值差达到最大时,研究结果:最终确定优化后的晶片数量为44、探头频率15MHz、焦距为40mm。仿真结果的最大波峰与波谷幅值差差距0.144dB,以此说明优化后的超声相控阵检测工艺参数有最好成像分辨率。(5)搭建超声相控阵检测试验平台进行3组试验,根据得到的三元二次拟合回归模型得到3组不同的波峰波谷幅值差。通过对比扇形扫查中产生的A扫图,对比试验和拟合模型的波峰波谷幅值差,证明统计学模型的合理性及优化参数的可靠性。论文的研究结果对进一步研究异型焊缝缺陷图谱成像分辨率提供了一定的指导意义。